DE29714520U1

DE29714520U1 - Fliehkraftgesteuerte Kupplung für einen Elektrobohrer bzw. -schrauber

Info

Publication number: DE29714520U1
Application number: DE29714520U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2007-08-14
Also published as: GB2327376A; GB9715556D0; US5839518A

Description

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71 574 p3/ps

Shibata SETSUKO Tokyo / Japan

Fliehkraftaesteuerte Kupplung für einen Elektrobohrer bzw. -schrauber

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fliehkraftgesteuerte Kupplung, die zwischen einer in Vor- und Rückwärtsrichtung drehbaren Motorwelle eines Wendemotors {d.h. eines umschaltbaren Elektromotors) und einer Abtriebswelle angebracht ist, um die Übertragung des Drehmoments von dem Wendemotor zur Abtriebswelle über die Zentrifugalkraft zu steuern.

Stand der Technik

Herkömmliche motorgetriebene Schraubenschlüssel bzw. insbesondere Knarren oder Elektroschrauber bzw. -bohrer zum Lösen oder Festziehen einer Schraube oder auch einer Mutter umfassen gewöhnlicherweise einen in einem Gehäuse untergebrachten Elektromotor und ein ebenfalls im Gehäuse angeordnetes Getriebe zur Übertragung und eventuellen Überoder Untersetzung eines Drehmomentes. Das Getriebe ist mit dem Elektromotor gekoppelt und zum Antreiben eines Drehendstücks ausgebildet. Das Drehendstück steht aus der Gehäusevorderseite vor und ist mit einer Schraube bzw. Mutter zum Lösen oder Festziehen eines solchen Gegenstands in Eingriff bringbar. Das Getriebe umfaßt einen Zylinderhauptteil mit einem zylindrischen Vorsprung, der

konzentrisch hiermit ausgebildet und mit der Motorspindel verbunden ist, um die Drehung des Zylinderhauptteils zu übertragen. Außerdem ist ein Kupplungselement beinhaltet, das auf dem Zylinderhauptteil verschwenkbar angebracht ist und über einen fliehkraftgesteuerten Kupplungsschalter (Fliehkraftkupplung) gesteuert wird, um periodisch eine Abtriebswelle in Umfangsrichtung zu beaufschlagen, so daß ein Drehmomentimpuls auf die Abtriebswelle zum Lösen oder Festziehen der Schraube bzw. Mutter aufgebracht wird. Das US-Patent 5,412,546 offenbart einen motorbetriebenen Schraubenschlüssel, der eine derartige Ausgestaltung aufweist. Die Fig. 1 zeigt eine fliehkraftgesteuerte Kupplung (Kupplungsschaltermechanismus) zur Verwendung in einem Elektroschrauber zur Steuerung der Übertragung des Drehmomentes einer Motorwelle eines Wendemotors (d.h. eines Motors, der in beide Richtungen gedreht werden kann) auf eine Abtriebswelle. Dieser Aufbau der fliehkraftgesteuerten Kupplung umfaßt eine im wesentlichen U-förmige Aufnahmeplatte 10, die ein Mittelloch 101 aufweist, zwei Betätigungsplatten 20, 20', die mit der U-förmigen Aufnahmeplatte 10 an zwei gegenüberliegenden Seiten bewegbar angekoppelt sind, eine Anschlagplatte 30, eine Feder 40 und ein Gegengewicht 50. Wenn die Motorgeschwindigkeit größer ist als ein vorbestimmter Wert bzw. Bereich, wird die Feder 40 durch die auf das Gegengewicht 50 wirkende Fliehkraft auseinandergezogen, was bewirkt, daß die Betätigungsplatten 20, 20' auseinanderlaufen und den Schalter schalten bzw. die Kupplung einrückt, d.h. auch ein KraftSchluß hergestellt wird. Dieser Aufbau einer fliehkraftgesteuerten Kupplung ist aber hinsichtlich ihrer Funktion nicht zufriedenstellend. Da die zwei Betätigungsplatten 20, 20' dazu neigen, voneinander abzuweichen, kann das Motorantriebsdrehmoment nicht gleichmäßig oder sanft auf die Abtriebswelle übertragen werden.

3 Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab_; eine fliehkraftgesteuerte Kupplung {Kupplungsschaltmechanismus) bereitzustellen, mit dem das Antriebsdrehmoment eines Wendemotors zu einer Abtriebswelle stabil und gleichmäßig sowie effizient übertragen werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die fliehkraftgesteuerte Kupplung einen zwischen einer umkehrbaren Motorwelle eines Wendemotors und einer Abtriebswelle zwischengeschalteten Drehhauptteil, einen verdrehbar angebrachten Exzenterblock, der zur Steuerung des Eingriffs zwischen dem Drehhauptteil und der Abtriebswelle angepaßt ist, sowie ein Kupplungsmittel, das zur Steuerung des Eingriffs zwischen dem Exzenterblock und der Abtriebswelle angepaßt ist, wobei das Kupplungsmittel einen Kupplungshauptteil umfaßt, der zwei nach vorn ausgerichtete Zentrierstifte aufweist, die durch eine Feder dazu gebracht werden, den Exzenterblock von der Abtriebswelle abzutrennen, und drei sanft gekrümmte Betätigungsplatten, die an dem Kupplungshauptteil mittels eines Federhalters in gleichwinkligen Abständen gehalten werden und durch Zentrifugalkraft auseinandergedrückt und dazu gezwungen werden, den Kupplungshauptteil rückwärtig zu drücken, wodurch die Zentrierstifte aus dem Exzenterblock ausgerückt werden, wodurch dem Exzenterblock erlaubt wird, mit dem fixen Kupplungsblock der Abtriebswelle durch Zentrifugalkraft in Eingriff zu gelangen, wenn das Drehhauptteil gemeinsam mit dem Kupplungshauptteil durch die Motorwelle des Wendemotors gedreht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung eine Ausführungsform unter

Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Fliehkraftkupplung für einen Elektrobohrer bzw.-schrauber gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer fliehkraftgesteuerten Kupplung für einen Elektrobohrer bzw. -schrauber gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der in Fig. 2 gezeigten fliehkraftgesteuerten Kupplung,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Kupplung, aus der die fliehkraftgesteuerte Kupplung gut erkennbar ist, die zwischen einer umkehrbaren Motorwelle eines Wendemotors und einer Abtriebswelle zwischengeschaltet ist, und

Fig. 5 eine der Fig. 4 sehr ähnliche Querschnittsansicht, hier sind jedoch Zentrierstifte der Kupplung von einem Exzenterblock ausgerückt, wobei der Exzenterblock in Eingriff mit dem fixen Kupplungsblock der Abtriebswelle gedruckt ist.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, umfaßt eine fliehkraftgesteuerte Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen ein Drehhauptteil 1, eine Kupplungsscheibe 2 und eine Abdeckung 3. Das Drehhauptteil 1 umfaßt wiederum einen Außenlaufring 12, einen Innenlaufring und eine Halbschale 11, die zwischen dem Außenlaufring 12 und dem Innenlaufring 13 axial dazwischen liegt. Der

Außenlaufring 12 umfaßt ein Mittelloch 121 und außermittig ein axiales Stiftloch 14. Der Innenlaufring 13 umfaßt ein sich rückwärtig erstreckendes gestuftes Eingangsrohrstück 131, das eine Axialkupplungsbohrung 1311 mit Innenverzahnung aufweist, die zum Ineingriff mit einer umkehrbaren Motorwelle 41 eines Wendemotors 4 (siehe Fig. 4) ausgestaltet ist. Ferner umfaßt der Innenlaufring 13 außermittig und mit dem axialen Stiftloch 14 des Außenlaufrings 12 ausgerichtetes axiales Stiftloch 14', einen Flansch 133, der sich von der einen Seite des Außenlaufrings 12 aus sich abhebt und um das axiale Mittelrohrstück 131 herum beabstandet ist sowie zwei Aufnahmebohrungen 132. Eine Abtriebswelle 5 ist in Axiallagern 51, 52 im Außenlaufring 12 und Innenlaufring 13 des Drehhauptteils 1 drehbar gestützt. Die Abtriebswelle 5 weist außerdem einen Kupplungsblock 53 auf, der zwischen dem Außenlaufring 12 und dem Innenlaufring 13 beabstandet ist. Ein Schwenkstift 151 ist in den Stiftlöchern 14, 14' eingesetzt, um einen Exzenterblock 15 zwischen dem Außenlaufring 12 und dem Innenlaufring 13 zu halten. Wenn der Exzenterblock 15 in eine Richtung um den Schwenkstift 151 verschwenkt wird, wird er mit dem feststehenden Kupplungsblock 53 der Abtriebswelle 5 in Eingriff gebracht, wodurch bewirkt wird, daß sich die Abtriebswelle 5 mit dem Drehhauptteil 1 dreht. Die Kupplungsscheibe 2 ist ein hohles Zylinderelement, das um das axiale Mittelrohrstück 131 des Drehhauptteils 1 herum angebracht ist, außerdem weist es einen gestuften Innendurchmesser, zwei gestufte Zentrierstifte 21, die sich von deren Vorderseite außermittig und jeweils in die Aufnahmebohrungen 132 des Drehhauptteils axial erheben und eingesetzt sind, und eine Ringnut 23 um den Umfang herum auf. Drei leicht gekrümmte Betätigungsplatten sind in der Ringnut 23 angebracht und werden durch eine Rückhaltefeder 25 gehalten. Wenn die leicht gekrümmten Betätigungsplatten 24 eingebaut werden, liegen sie gegeneinander an und bilden eine Art Schüssel. Eine Druckfeder 22 ist auf dem gestuften Innendurchmesser einer Kupplungsscheibe 2 aufgebracht und wird durch die Abdeckung

heruntergedrückt gehalten. Die Abdeckung 3 ist auf dem axialen Mittelrohrstück 131 des Drehhauptteils 1 angebracht und deckt die Kupplungsscheibe 2 ab und wird durch einen Sicherungsring 1312 gehalten. Außerdem weist die Abdeckung 3 ein Mittelkupplungsloch 31 auf, das das axiale Mittelrohrstück 131 des Drehhauptteils 1 aufnimmt.

Es wird nun insbesondere aus den Fig. 4 und 5 deutlich, daß, wenn der Wendemotor 4 nicht läuft, die Druckfeder 22 einen nach vorn gerichteten Druck auf die Kupplungsscheibe 2 bewirkt, was zur Folge hat, daß die Zentrierstifte 21 vollständig in die Aufnahmebohrung 132 des Drehhauptteils 1 eingeführt sind und unterhalb des Exzenterblocks 15 anschlagen und somit der Exzenterblock 15 nicht mehr vorgespannt ist, d.h. der Exzenterblock 15 ist von dem ortsfesten Kupplungsblock 43 der Abtriebswelle 5 außer Eingriff. Aufgrund dessen werden zu Beginn nach Ingangsetzen des Wendemotors 4 nur das Drehhauptteil 1 und die Kupplungsscheibe 2 durch die Motorwelle 41 des Wendemotors 4 gedreht. Eine bestimmte Zeitspanne nach dem Anschalten des Wendemotors 4 wird eine ausreichende Zentrifugalkraft erzeugt, um die Betätigungsplatten 24 nach außen zu drücken, was bewirkt, daß sie die Kupplungsscheibe 2 rückwärtig von dem Drehhauptteil 1 wegdrücken und zu dem Wendemotor 4 hin. Demzufolge wird der Exzenterblock 15 aus den Zentrierstiften 21 der Kupplungsscheibe 2 gelöst und mit dem ortsfesten Kupplungsblock 52 der Abtriebswelle 5 (siehe Fig. 5) in Eingriff gebracht. Wenn der Exzenterblock 15 und der ortsfeste Kupplungsblock 53 miteinander in Eingriff sind, wird die Abtriebswelle 5 mit dem Drehhauptteil 1 gedreht. Da die drei Betätigungsplatten 14 gleichmäßig alle 120° um die Drehkupplungsscheibe 2 herum angeordnet sind, wird eine stabile Drehabtriebskraft von der Abtriebswelle 41 über die Kupplungsscheibe 2 und das Drehhauptteil 1 auf die Abtriebswelle 4 einwandfrei und ruckfrei übertragen. Wenn die Abtriebswelle 5 durch einen Gegenstand gebremst oder angehalten wird (beispielsweise, wenn der Elektrobohrer zur

Befestigung einer Schraube in einem Fahrzeug verwendet wird, wird die Abtriebswelle 5 gestoppt, wenn die Schraube festgeschraubt ist), wird die Drehgeschwindigkeit des Drehhauptteils 1 allmählich vermindert und die Betätigungsplatten 24 legen sich an die Kupplungsscheibe 2 an, wodurch bewirkt wird, daß die Zentrierstifte 21 der Kupplungsscheibe 2 durch die Federkraft der Druckfeder 22 mit der Bodenseite des Exzenterblocks 15 in Kontakt gelangen, wodurch dieser von dem ortsfesten Kupplungsblock 53 der Abtriebswelle 5 abgetrennt wird. Damit wird auch die Drehkraft von der Abtriebswelle 5 abgetrennt. Ferner ist ein Vorwärts-/Rückwärtsschalter zur Steuerung der Drehrichtung des Wendemotors 4 vorgesehen.

Es versteht sich von selbst, daß, obwohl nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben ist, verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung hierdurch verlassen wird.

Claims

Schutzansprüche

1. Fliehkraftgesteuerte Kupplung, die zwischen einer umkehrbaren Motorwelle (41) eines Wendemotors (4) und einer Abtriebswelle (5) zwischengekoppelt ist, um die Übertragung des Antriebsdrehmoments des Wendemotors (4) zur Abtriebswelle (5) zu steuern, umfassend:

ein Drehhauptteil (1), das einen Außenlaufring (12), einen Innenlaufring (13), eine Halbschale (11), die zwischen dem Außenlaufring (12) und dem Innenlaufring (13) axial angeordnet ist, und einen Exzenterblock (15) aufweist, der außermittig um einen Schwenkstift (151) zwischen dem Außenlaufring (12) und dem Innenlaufring (13) drehbar ist, wobei der Innenlaufring (13) ein sich rückwärts erstreckendes gestuftes Mittelrohrstück (131), das mit der umkehrbaren Motorwelle (41) des Wendemotors (4) gekoppelt ist, und zwei Aufnahmebohrungen (132) umfaßt, die zweiseitig benachbart mit dem Schwenkstift (151) angeordnet sind, wobei der Exzenterblock (15) mit einem fixierten Kupplungsblock (53) der Abtriebswelle (5) in Eingriff gezwungen wird, um der Abtriebswelle (5) zu erlauben, mit dem Drehhauptteil (1) zu drehen, wenn der Exzenterblock (15) während der Drehbewegung des Drehhauptteils (1) eine Zentrifugalkraft aufnimmt,

eine Abdeckung (3), die um das gestufte Mittelrohrstück (131) des Drehhauptteils (1) herum angeordnet und hieran gesichert ist und eine Seite des Innenlaufrings (13) abdeckt, und

ein Kupplungsmittel, das um das gestufte Mittelrohrstück (131) des Drehhauptteils (1)

innerhalb der Abdeckung (3) angebracht ist und angepaßt ist, um den Eingriff zwischen dem Exzenterblock (15) des Drehhauptteils (1) und dem fixen Kupplungsblock (53) der Abtriebswelle (5) zu steuern, wobei das Kupplungsmittel umfaßt einen Kupplungshauptteil, der eine Ringnut (23) um den Umfang herum aufweist sowie zwei sich nach vorn erstreckende Zentrierstifte (21), die zum Einführen in die Aufnahmebohrung (132) des Drehhauptteils (1) angepaßt sind, um den Exzenterblock (15) vom ortsfesten Kupplungsblock der Abtriebswelle (5) zu trennen, eine Anzahl sanft gekrümmter Betätigungsplatten (24), die an der Ringnut (23) des Kupplungshauptteils mittels eines Federhalters (25) befestigt sind, und ein Federmittel, das zwischen der Abdeckung (3) und dem Kupplungsmittel angeordnet ist, wobei die sanft gekrümmten Betätigungsplatten (24) durch Zentrifugalkraft auseinandergedrängt werden und gegen den Kupplungshauptteil rückwärtig gedrückt werden, wobei deren Zentrierstifte aus dem Exzenterblock (15) ausgerückt werden, um zu erlauben, daß der Exzenterblock in Eingriff mit dem fixen Kupplungsblock der Abtriebswelle (5) durch Zentrifugalkraft gezwungen wird, wenn das Drehhauptteil (1) mit dem Kupplungshauptteil durch die umkehrbare Motorwelle (41) des Wendemotors gedreht wird, wobei das Federmittel einen nach vorn gerichteten Druck zu dem Kupplungshauptteil ausübt, was bewirkt, daß die Zentrierstifte des zu haltenden Kupplungshauptteils in die Aufnahmebohrungen des Drehhauptteils eingeführt werden, um den Exzenterblock von dem fixen Kupplungsblock der Abtriebswelle abzutrennen.